LMD手艺作为疾速成型制作手艺的一种，是经由过程疾速成型（RapidPrototyping，RP）手艺跟镭射熔覆手艺无机联合，以金属粉末为加工质料，采纳高能密度镭射束将喷洒在金属基板上的粉末逐层熔覆沉积，从而构成金属整机的制作手艺。整个LMD体系包含镭射器、镭射制冷机组、镭射光路体系、镭射加工机床、镭射融化堆积腔、送粉体系及工艺监控体系等。
LMD手艺外洋开展惟妙惟肖状
增材制作手艺开展阅历了3个阶段，1892~1988年的手艺孕育期、1988年开端的疾速原型手艺及20人情冷暖纪90年月初期以来的间接增材制作。1979年，UTRC提出镭射破体成形手艺概念并制造返航空动员机涡轮盘模仿件；1994年起，Rolls-Royce摸索航空动员机整机镭射成形，另外英国利物浦大学跟美国密西根大学、加拿大国度研讨委员汇集成制作手艺研讨所、瑞士洛桑理工学院、美国Sandia国度试验室、美国Los-Alamos国度试验室、美国Aeromet公司、美国宾州大学、英国伯明翰大学等都接踵发展研讨。因为LMD同轴送粉效力高，资料致密性好，因而，越来越多的用在大型整机的增材制作及整机修停工作。
外洋有关大型整机增材制作手艺的研讨次要集中在美国。1995~2005年间，在美国国防部卓越研讨筹划署及水师研讨办公室等部门的巨额资助下，美国约翰哈普金斯大学、宾夕法尼亚州破大学及MTS公司等对于飞机钛合金构造件镭射疾速成形手艺进行了大批研讨并获得重猛进展，在此根底上，1998年由MTS公司独资成破了专门从事飞机钛合金构造件镭射疾速成形制作手艺研发跟工程化利用的AeroMet公司，与波音、洛克希德·马丁及诺斯罗普·格鲁曼等美国三雄师用飞机制作商配合，在美国空军“铸造筹划”（AirForce’sForgingInitiative）、陆军制作手艺筹划（Army’sMantechProgram）、国防部“军平易近两用科技筹划”（DualUseScienceandTechnologyProgram）等资助下，致力于飞机钛合金构造件镭射疾速成形手艺研讨及其在飞机上的利用要害手艺研讨。2000年9月在波音跟洛克希德·马丁公司实现了对于镭射间接成形钛合金全尺寸飞机机翼次承力构造件研讨，构件静强度及委顿强度到达飞机设计要求；2001年为波音公司F/A-18E/F舰载结合歼击/攻打机验证机小批量试制了动员机舱推力拉梁、机翼动弹折叠接头、翼梁、带筋壁板等飞机钛合金次承力构造件，个中F/A-l8E/F翼根吊环知足委顿寿命谱4倍要求，随后静力加载到225%也不立坏；2002年完成镭射疾速成形钛合金次承力构造件在F/A-18验证机上的装机利用。别的，美国还将利用于F-22接头的制作，实验成果标明其委顿寿命超过寿命谱的两倍。
在LMD手艺获得必定冲破的时分，外洋还将该手艺普遍用在伤害整机的修复，包含飞机零配件侵蚀整机、航空动员机磨损等整机的修复。美国AeroMet公司采纳镭射成形手艺实现了F15战役机中机翼梁的检验；美国Optomec Design公司，采纳镭射成形手艺进行了T700美国水师飞机动员机整机的磨损修复；瑞士洛桑理工学院采纳镭射成形手艺修复单晶涡轮叶片。
LMD手艺海内开展惟妙惟肖状
我国在金属资料增材制作领域研讨起步较早，手艺研讨及利用方面存在良好的根底，特殊是在国度天然迷信基金“重点名目”、国度“973”名目、国度“863”等首要研讨筹划重点支撑下，增材制作手艺得以疾速开展。整个研讨工作次要集中于北京航空航天大学、东南产业大学、北京有色金属研讨总院、华中科技大学、清华大学等单元。个中在LMD手艺领域上次要以北京航空航天大学、东南产业大学等多数几家单元。
在“十五”期间，北京航空航天大学冲破了飞机钛合金次承力构造件镭射疾速成形工艺及利用要害手艺，构件委顿、断裂韧性等次要力学机能到达钛合金模锻件程度，2005年景功完成镭射疾速成形TA15钛合金飞机角盒、TC4钛合金飞机座椅支座及腹鳍接优等4种飞机钛合金次承力构造件（如图1所示）在3种飞机上的装机利用。
“十一五”期间，北京航空航天大学在飞机钛合金大型整体主承力构造件镭射疾速成形工艺研讨、工程化成套配备研发与装机利用要害手艺攻关等方面获得了冲破性停顿，提出了大型金属构件镭射间接成形进程“内应力离散节制”新法子，初步冲破大型金属构件镭射疾速成形进程整机翘曲变形与开裂“瓶颈困难”；冲破镭射疾速成形钛合金大型构造件外部缺陷跟外部品质节制及其无损检修要害手艺，飞机构件综协力学机能到达或高出钛合金模锻件，例如，镭射疾速成形TA15钛合金缺口委顿极限高出钛合金模锻件32~53%、低温速决寿命较模锻件进步4倍（500℃/480MPa速决寿命由锻件有余50h进步到镭射成形件230h以上），特殊是经后续特种热处置新工艺取得“特种双态组织”（图2所示）后，其综协力学机能进一步显著进步，委顿力纹扩大速度下降一家数目级以上（图3）。
别的，镭射疾速成形出TA15、TC4、TC21、TC18、TC2等钛合金卓越飞机大型整体主承力要害构造件、A-100等超高强度钢升降架等飞机要害构件、TC11、TC17、Ti60等钛合金整体叶盘等航空动员机要害部件并在飞机研制跟出产中失去胜利利用。
东南产业大学自1995年开端，在海内起首发明性地提出以取得极高力学机能为目的的金属增材成形手艺构想，赋予“镭射破体成形”之名，依托凝结手艺国度重点试验室发展了体系的研讨工作，树立起了包括资料、工艺跟配备手艺的完全的手艺系统。经由近20余年的研讨，针对于大型钛合金构件的镭射破体成形，解决了大型构件变形节制、几何尺寸节制、冶金品质节制、体系配备等方面的一系列困难，并试制胜利C919大飞机翼肋TC4上、下缘条构件，该类整机尺寸达450mm×350mm×3000mm（图4），成形后永劫间搁置后的最大变形量小于1mm，静载力学机能的波动性优于1%，委顿机能也优于同类锻件的机能。别的，在LMD手艺整机修复方面也获得了重猛进展。TC4镭射修复试样在低应变区的委顿寿命高于锻件，在高应变区低于锻件，经由喷丸处置后及婚配修复后，高应变区委顿寿命已十分濒临锻件；图5所示为航空动员机轴承后机匣镭射修复，经由过程镭射修复轴孔径向缺陷，成形前装置边，规复整机设计构造及尺寸，为该动员机初次装机试车提供及格整机；别的，还胜利的利用于铝合金导向叶片、不锈钢机匣、钛合金压气机静子叶片、镍基合金低压一级涡轮叶片等修复。
